TW550872B - Linear motor coils assembly and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

550872 A7 —— _ - B7 五、發明説明（/ ) 【發明領域】 本發明係有關一種用以產生直線運動的線性馬達，尤 指一種在直線運動方向具有由複數個線圈排成一列的線 性馬達線圈組者。 【背景技術】 已知有些機具係藉由一線性馬達使工作台在高速下 作直線移動以及高精密度的定位。近來，線性馬達已經廣 泛地使用於非輸送需求的工具，例如螺旋進料器。機具用 的線性馬達被要求可產生大的推力，以及更加的小巧。由 於線性馬達比旋轉馬達更容易生熱。溫度的產生限制了線 性馬達之動力值，且降低其機械定位的準確度。於很多案 例中，線性馬達是被封閉在罩殼内以防止磁性的灰塵滲透 進入該線性馬達内部產生強大的磁力。有鑑於此，線性馬 達的自然冷卻尚無法被成功的體現，且有效率的冷卻該線 性馬達是一個很重要的課題。 經濟部中央樣率局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 日本的公開63-18956專利案揭露一用於線性馬達設 備的冷卻裝置，其在二相鄰磁極齒柱之間的槽溝底部設有 冷卻管，該線性馬達的冷卻管將於隨後配合圖9\圖1〇 和圖11加以詳細說明。若干個磁極交替設置的永久磁鐵 3在移動的方向成排地被裝設在一床架2的底表面。一組 固疋電樞是由複數個T型的磁極齒柱4所構成，一基座5 連結著該等磁極齒柱，以及一線圈7纏繞於該齒柱4上。 如圖9所清楚顯示者，冷卻管8係被設置在各個形成在二 相鄰磁極齒柱4之間的槽溝6之底部。該冷卻管8係，例 如管8A，曲折地圍繞於該槽溝6,就如同圖1〇所顯示 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐）" ------

550872 五、發明説明（1) 有氣態或液態的冷卻劑在管8 A循環，該冷卻管8，如在 圖11顯示的，可以是階梯狀的管子8B。該等管子8B設 有頂部8a及8b，其係平行延伸於移動方向且對立於該基 座5 ’以及一橋接部8C橋接該等頂部8a和8b。該冷卻劑 係從該頂部8a的一端被注入，流經該橋接部分8c且是由 遠頂部8b的一端被排出。 【發明概述】 本發明的目的係在提供一種可有效率的冷卻在線圈 產生的熱量之線性馬達線圈組。 本發明的另一目的是在提供一種小巧而精緻的線性 馬達線圈組。 本發明的再一目的是在提供一種可簡單地製造出具 有高冷卻效率的線性馬達線圈組的方法。 根據本發明，一種用來促成直線運行之線性馬達線圈 組具有複數個線圈成一列地裝設在位移的方向，且該等線 圈心軸分別垂直於該運行方向，以及一單向扁平的冷卻 “ ’具有在平行於该等線圈轴心方向而延伸的截面，及可 將該等線圈包合在内並且使其均等地在該線圈列之上的 摺疊篋。 該扁平的冷卻管最好具有複數個用來流通冷卻劑的 通孔，其被設置在平行於該線圈軸心的方向。 該爲平的冷卻管亦可選擇地由成排狀固定的複數個 圓管組成，用以在平行於該線圈軸心的方向導流冷卻劑。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ

S 經濟部十央搮準局貝工消費合作杜印製 550872 A7 B7 五、發明説明（彡） 该扁平的冷卻管最好具有至少相同於該等線圈的數 目之空置的摺疊篋。 違線性馬達線圈組亦可包含纏繞有各自分開的線圈 之核心。 根據本發明，在此亦同時提供一種用來促成直線運行^線性馬達裝置的製造方法，其步驟包含，製作磁極彼此 刀開的核心，將線圈分別地纏繞在該等核心上，設一具有 空置的摺疊篋之單向扁平的冷卻管，該等摺疊篋至少具有 相同=該等線圈的數目，可將該等線圈插置在内，將該核 心固定在該等摺疊篋之内，以及將該等核心成排地裝置在 一基板上。 (請先«讀背面之注意f項再填寫本頁)

丁 線 經濟部中央橾準局員工消费合作社印製 構造； 上； 圖3是一剖面圖顯示在圖丨中的線圈和冷卻管之放大 圖4是一剖面圖顯示該線圈產生的熱傳送到冷卻管 圖5是一透視圖展示圖1中的冷卻管的另外一種實施 例； 本紙張尺度適用中國國家樑準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 550872 A7 B7五、發明説明（4 ) 圖6A、圖6B、圖6C和圖6D是一平面圖顯示一種 製作線性馬達線圈組的方法； 圖7是一透視圖顯示從圖6B中的箭頭方向來看線圈 組； 圖8是一透視圖顯示圖1的線圈組覆蓋著絕緣樹脂； 圖9係一習知線性馬達的平面圖 圖10係圖9沿A-A線之剖面圖，顯示一種冷卻管實 例；以及 ----------f (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖11係圖9沿A-A線之剖面圖，顯示另一種冷卻管 實例。 【圖號說明】 、ΤΓ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 基板..................... 11 線圈組 12 核心 13 磁極面 13a 磁轆截面......... 13b 孔洞 13c 線SI.................... 14 絕緣體 15 絕緣體............... 16 孔洞 18 螺釘..................... 19 冷卻管 20 冷卻管端 20a ^ 20b 歧管................. 21、22 圓柱構件........ 23 孔洞 25 銅管 26 高度................. HI 長度..................... L 間隙.............. G1 間隙.................... G2 【較佳實施例之詳細說明】 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 550872 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5) 請參考圖1、圖2、piQ41 m 馬達線圈組將會在後面的":、,4所不’本發明之線性 叫的敘述中詳細說明。 一用來促成在水平而 線圈組12具有一個Cx方向運動的線性馬達 圈14的核心13。動子或A ’且在它的上面安裝著具有線 成。於圖i中的參考數之矣一一是由該線圈組12所組 間的間隙。該基板U且有一一形成在定子和動子之 設於軸線X方向的螺釘、!=上表面。藉由成排地 、、Μ <罢产兮苴4 9而將該被分隔成各別磁極的核 心13没置在该基板^的 .^ α ?丄 該螺釘19使用的以18 在基板上設有若干個供 片焊接或膠合一起而二薄片狀_ 核心i 3之間彼此各自平成二也二;=:青楚顯示者’這些 線X垂直的軸線Y方向仃地延伸於水平面上的那個與軸 如圖3所清楚顯示者，為了在二個相鄰接核心_ 磁極面13a之間形成—個儘可能小間隙G2，令該核心Η 的磁極面13 a在軸線X方向突伸。該間隙G 2的大小被維 持在約略二倍於間㈣的數值。—個小的間陽:Μ可減 少不良的轉矩脈衝。-磁㈣面13b被設置成連接著二鄰 接的核心13,以及於這磁軛截面13b上設有螺釘19用的 孔洞13c。一組用來隔絕該等線圈14的絕緣體15***設 ，該等核心13之間。該線圈14藉由絕緣體15而以非重 邊的形態纏繞於各個核心13上。線圈軸線z彼此平行， 且垂直於軸線X。該絕緣體丨5是一種，譬如是質地結實 的液晶聚合樹脂，能夠製成細薄而具有高度的熱傳導系數 者。詳如圖2所示，該絕緣體15具有一個水平向呈u型 的橫戴面，且絕緣體的一部被固定在一核心13上的一 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 550872 五、發明説明（厶 处。絕緣體16係包覆於該線圈14之外圍用以避免琺螂塗 料損害f這些線圈14。-單向扁平的冷卻管20係以曲繞 狀^也被设置一排被安裝在線軸X方向的線圈之内部。該冷 部官2〇係由鋁擠型所製成。該冷卻管20貼合在線圈14 之上，且該絕緣體16可用以增進該.線圈14和該冷卻管 2〇、之間的黏著。如圖3所清楚顯示者，該冷卻管20具有 一平行延伸於該線圈軸心z的截斷面，且設置有較高於該 磁扼截面13b的鬲度H1。該平行延伸的截斷面係相同或 稍長於該線圈14在軸向的長度L。據此使該線圈14，即 熱的來源’幾乎全部的外壁都貼覆著該冷卻管2()。在與 邊線圈軸平行方向有若干個孔洞25用來通過那些在單向 冷卻官20内所形成的冷卻劑流。所以，使該冷卻劑的流 動不致發生阻塞。如圖4之箭頭所顯示者，熱量產生於該 線圈14且傳導到一外壁而直接由在該冷卻管2〇之内的冷 卻劑加以冷卻。從該線圈14傳導到該核心13的熱量係被 傳送到靠近磁極面13a的冷卻管20以及傳送到該磁軛截 面13b的冷卻管20。圖5顯示另一冷卻管2〇的例子。該 圖5的冷卻管20具有若干平行排列於該線圈軸心z的圓 形銅管。以銅焊將相鄰的銅管26固接。該冷卻管20的二 端20a和20b係分別以焊接而連接於歧管21及22。 本發明之線圈組的製作方法將配合圖6 A、圖6B、圖 6C、圖6D在以下詳細說明之。 如圖6A所示，在整列核心之頭尾二相對處的核心係 以螺釘19暫時固定於一基板11的上表面，以該說明實施 例而言，該核心列上設有九個核心13。線圈14是藉由一 線圈纏繞機器而纏繞在該核心13上。由於該核心是被分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂

S 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 550872 五、發明説明（ 開以對應各個線圈14，所以它可以很簡單地纏繞上線圈 Μ。如圖6B所示，一扁平的冷卻管2〇被製成至少具有等 =該線圈14數目之空置的摺疊篋。在此，一扁平的冷卻 1 20被製成具有九個空置的摺疊篋。該冷卻管2〇的摺疊 篋被製成與該等線圈14外型尺寸相當，因此該等線圈14 可安裝於，等摺疊篋之内。該冷卻管的2〇二端係被焊接 固疋在歧管21、22之上的延伸孔洞。該冷卻管2〇被水平 的移動’而將該冷卻管2〇的摺疊篋安裝在該基板丨丨上的 一線圈14之間。三個核心13被水平的移動，而***到該 冷卻管20的摺疊篋中。 然後，如圖6C所示，該核心列的一組奇數，亦即是 5 ’的核心係被安裝在該基板的上表面。由於該等核心是 以該線圈的纏繞方向而***，它可避免損害到該等線圈。 該核心列的一組偶數個核心，亦即是4個核心，係於此時 被水平的移動，且***到該冷卻管2〇的摺疊篋中。該歧 管21之一係被固定在該基板n的一端。然後所有的核心 13是以螺釘19而固定在該基板π上。如圖6D和圖7所 顯示，一圓柱構件23係垂直地設置在該基板11的另一 端。在該基板11的另一端的冷卻管2〇殘餘段係彎繞於該 圓柱構件23中心。然後，另一歧管22被固定在該基板 11的一端。 當該線圈14的導線已經被固定在該基板的外側之 後，該線圈組12被包覆在一個盒子型的框架之内。絕緣 樹脂被充注到該框架之内直到該核心13的磁極表面13a 被覆蓋為止。該凝結後的樹脂實體經修整後使該磁極表面 13a被敞露出來。圖8係顯示該線圈組係已覆蓋著絕緣樹 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ----------------IT------ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 550872 A7 ________B7 五、發明説明（& ) 月曰。當邊專絕緣樹脂能充分地渗透到該咳線圈組12之内 時’這種情況下’在此就不需要該等絕緣體16 了。 該說明實施例係被選用來便於描述本發明的精髓和 實際應用。本發明的範齊係由後述的申請專利範圍 — 義。 ---------Φ------1T------MW (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央搮準局員工消費合作杜印製

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 550872 A8 B8 C8 7--~ _08___ ~ '申請專利範圍（/ ) 1、一種用來促成直線運動之線性馬達線圈組，包含·· 複數個線圈成一列地裝設在位移的方向，且該線圈心 輛分別地垂直於該運動方向；以及 一單向扁平的冷卻管，具有在平行於該等線圈軸心方 向而延伸的截面，及可將該等線圈包合在内並且使其 均等地在該線圈列之上的摺疊篋 2如申凊專利範圍第1項所述之線性馬達線圈組，其中 該扁平的冷卻管具有複數個用來流通冷卻劑的通^， 其被設置在平行於該線圈軸心的方向。 3 \如申請專利範圍第丨項所述之線性馬達線圈組，其 中該扁平的冷卻管是由成排狀固定的複數條圓管組成 用以在平行於該線圈軸心的方向導流冷卻劑。 4如申明專利範圍第1項所述之線性馬達線圈組，其中 該扁平的冷卻管具有至少相同於該等線圈的數目之空 置的摺疊篋。 如申明專利範圍第1項所述之線性馬達線圈組，其中 該扁平的冷卻管之延伸戴斷面係相同或稍長於該線圈 在軸向的長度 6、 如申請專利範圍第i項所述之線性馬達線圈組，尚包 含纏繞有各自分開的線圈之核心。 7、 如申請專利範圍第6項所述之線性馬達線圈組，更包 含將該等核心順沿運動方向而成排地裝置在一基板 本紙張轉（叫

   550872 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍Ρ) 、一種用來促成直線運行之線性馬達裝置的製造方法， 其步驟包含； I作磁極彼此分開的核心； 將線圈分別地纏繞在該等核心上； 設製一具有空置的摺疊篋之單向爲平的冷卻管，該等 摺疊篋至少具有相同於該等線圈的數目，可將該等線 圈插置在内； 將該核心固定在該等摺疊篋之内；以及 將該等核心成排地裝置在一基板上。 ---------Φ------、玎------線· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部+央標率局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4规格（X 297公釐）